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鎢的特性 鉭 - 鎢 - 錸 鉬
鎢
釒喜
圖片參考:
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元素周期表 總體特性 名稱, 符號, 序號 鎢、W、74 系列 過渡金屬 族, 周期, 元素分區 6族, 6, d 密度、硬度 19250 kg/m3、7.5 顏色和外表 灰白色光澤
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地殼含量 6×10-3 % 原子屬性 原子量 183.84 原子量單位 原子半徑(計算值) 135(193)pm 共價半徑 146 pm 范德華半徑 無數據 價電子排布 [氙]4f145d46s2 電子在每能級的排布 2,8,18,32,12,2 氧化價(氧化物) 2,3,4,5,6(弱酸性) 晶體結構 體新立方格 物理屬性 物質狀態 固態 熔點 3695 K(3422 °C) 沸點 5828 K(5555 °C) 摩爾體積 9.47 ×10-6m3/mol 汽化熱 824 kJ/mol 熔化熱 35.4 kJ/mol 蒸氣壓 4.27 帕(3680K) 聲速 m/s]](293.15K) 其他性質 電負性 2.36(鮑林標度) 比熱 130 J/(kg·K) 電導率 18.9×106/(米歐姆) 熱導率 138 W/(m·K) 第一電離能 770 kJ/mol 第二電離能 1700 kJ/mol 最穩定的同位素 同位素 豐度 半衰期 衰變模式 衰變能量
MeV 衰變產物 180W 0.12 % 1.8×1018年 α衰變 2.516 176Hf 181W 人造 121.2 天 電子捕獲 0.188 181Ta 182W 26.50 % 穩定 183W 14.30 % 穩定 184W 30.64 % 穩定 185W 人造 75.1 天 β衰變 0.373 185Re 186W 28.43 % 穩定 在沒有特別注明的情況下使用的是
國際標準基準單位單位和標準氣溫和氣壓 鎢是一種化學元素,它的化學符號是W,它的原子序數是74,是一種非常硬的、鋼灰色至白色的過渡金屬。含有鎢的礦物有黑鎢礦和白鎢礦等。鎢的物理特徵非常強,尤其是它的熔點非常高,是所有非合金金屬中最高的。純鎢主要用在電器和電子設備中,它的許多化合物和合金也被用在許多其它應用中(最常見的有燈泡的燈絲,在X射線管中以及在高溫合金中也有鎢使用)。
中文「鎢」及符號「W」的來源均來自德語Wolfram。
最近發現鎢的最穩定的三種同位素都有輕微放射性。
目錄 [隐藏] 1 主要特徵2 應用3 歷史4 生理作用5 來源6 化合物7 同位素8 參見9 外部連接
[編輯] 主要特徵 純鎢是一種鋼灰色至錫白色的堅硬的金屬,非常純的鎢可以被拉鋸鋸開(純鎢很脆,不易加工)。鎢的加工手段有鍛造、拉伸和衝擊。在所有金屬中鎢的熔點最高,為3422°C,蒸汽壓最低,在抗張強度最高(1650°C時)。它的防腐性能非常好,大多數無機酸對它的侵蝕很小。在空氣里它的表面上形成一層保護性的氧化物,但是在高溫下它會被完全氧化。鋼裡加入少量鎢可以大大地增高鋼的硬度。
[編輯] 應用 鎢的應用非常廣,最常見的是以碳化鎢(W2C)的形式使用在硬質合金中。這樣的硬質合金被用在金屬加工、採礦、採油和建築工業中作為耐用金屬。此外在電燈泡和真空管中鎢絲的應用也很廣。鎢還常被用作電極。鎢可以被拉成很細的絲,而且它的熔點非常高。其它應用包括:
由於鎢的熔點非常高,它被用在太空和高溫應用中,比如電子、加熱、焊接,比如鎢極氣體保護電弧焊。鎢非常堅硬,非常緊密,因此它在製作重金屬合金時非常理想,這樣的合金被用在裝甲、散熱片和高密度應用中如壓重、平衡重物、船和飛機的壓重等。由於鎢非常緊密飛鏢往往含80%至97%的鎢。高速鋼含鎢,有時含18%的鎢。製造渦輪機片、耐用部分和保護層的高溫合金含鎢(哈氏合金、鎢鉻鈷合金等)。子彈中使用鎢來取代鉛。鎢的化合物被用作催化劑、無機顏色。二硫化鎢是高溫潤滑劑,它在500°C依然穩定。由於鎢的熱脹性與矽酸硼玻璃類似,它被用來做玻璃/金屬密封鎢與鎳、鐵和鈷的合金被用來製作重合金,這樣的重合金用在動能彈中取代貧鈾。在集成電路中鎢是前路之間的連接物。在二氧化矽絕緣體中侵蝕接觸孔,注入鎢,磨平來連接三極體。典型的接觸孔可以小到65奈米。碳化鎢是最硬的物質之一,被用在機器工具和磨料中。碳化鎢是磨具和轉具中最常見的材料,往往也是最好的材料。在放射性醫學中鎢被用作屏蔽物質。運輸氟脫氧葡萄糖一般用鎢容器,由於氟脫氧葡萄糖中的高能氟-18鉛容器無法使用。 其它:氧化鎢被用在陶瓷釉中,鈣或鎂鎢常用在熒光粉中。在核物理和核醫學中鎢晶體被用作閃爍探測器。鎢被用作X射線目標和在電子爐中作為加熱器。含鎢的鹽被永在化學和皮革工業中。青銅色的氧化鎢被用在繪畫中。由於它的低敏感性碳化鎢被用作首飾,此外由於它非常硬它不會像其它擦光的金屬被劃痕。有些樂器的鉉使用鎢絲。
[編輯] 歷史 1781年卡爾·威廉·舍勒使用鎢礦製作了一種新的酸,他提出通過還原鎢酸可能可以獲得一種新的金屬。1783年胡塞·德盧亞爾和浮士圖·德盧亞爾兄弟發現從黑鎢礦可以獲得同樣的酸。同年他們使用碳還原鎢酸獲得了鎢,因此他們被公認為鎢的發現者。
第二次世界大戰中鎢在幕後政治交易中起了一個非常重要的作用。作為歐洲鎢的主要出產國葡萄牙受到作戰雙方的壓力。鎢是武器工業的重要原材料。
[編輯] 生理作用 還原酶使用鎢蝶呤。
雖然有人懷疑鎢會導致白血病,但是至今為止沒有有說服力的證明。
[編輯] 來源 黑鎢礦、白鎢礦、鎢鐵礦等礦物含鎢。重要的鎢礦位於玻利維亞、美國加利福尼亞州和科羅拉多州、中國、葡萄牙、俄羅斯以及大韓民國。中國出產全世界鎢的75%。通過使用碳還原鎢的氧化物獲得純的金屬。
全世界鎢的貯藏總量估計為700萬噸,其中約30%是黑鎢礦,70%是白鎢礦。但是目前大多數這些礦藏無法經濟性地開採。按照目前的消耗量這些礦藏只夠使用約140年。另一個獲得鎢的方法是回收。回收的鎢比鎢礦含量高,事實上非常有利潤。
[編輯] 化合物 鎢最常見的氧化狀態是+6價,但它也有+2至+6之間的氧化狀態。最常見的氧化物是黃色的三氧化鎢,WO3,它可以在鹼性的水中溶化形成WO42−。
[編輯] 同位素 自然界里出現的有五種鎢的同位素,它們的半衰期均非常長,因此可以被看作是穩定同位素。所有這些同位素均可以通過α衰變蛻化為鉿。至今為止能夠測量到的半衰期是180W,其半衰期為1.8×1018年,其它同位素沒有被觀測到衰變,至今為止它們的半衰期僅是理論值。平均每年在一克180W中發生兩次α衰變。
鎢目前有27種人造放射性同位素,其中最穩定的是181W,其半衰期為121.2天,185W的半衰期為75.1天,188W的半衰期為69.4天,178W的半衰期為21.6天。其它放射性同位素的半衰期均在24小時以下,其中大多數少於8分鐘。